復(fù)雜運營條件下地鐵道岔力學(xué)特性及監(jiān)測方案研究.pdf

1、隨著城市軌道交通區(qū)間無縫化、運送范圍擴大化的趨勢，越來越多的地鐵道岔被設(shè)置在地面線、高架橋上，承受溫度、列車和橋梁荷載。多樣荷載的耦合使道岔系統(tǒng)極易產(chǎn)生鋼軌折斷、爬行、扣件阻力變化等病害。除此之外，地層的固結(jié)沉降、穿越工程施工、橋墩沉降等因素也會影響軌道結(jié)構(gòu)狀態(tài)、改變軌道幾何形位，危害運營安全。本文在道岔結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析的基礎(chǔ)上進行監(jiān)測方案研究，提出基于曲線最佳擬合的方案優(yōu)化評價標(biāo)準(zhǔn)，并采用新型技術(shù)對長期實時監(jiān)測進行了探索。
　　

2、本研究主要內(nèi)容包括：⑴在結(jié)構(gòu)參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，考慮隧道、土體、橋梁等不同下部基礎(chǔ)對道岔力學(xué)特性的影響，利用有限元軟件ANSYS建立了地鐵單開道岔、渡線道岔空間精細(xì)化耦合模型;利用多體動力學(xué)軟件SIMPACK建立剛?cè)狁詈系能囕v-道岔-整體道床模型。⑵靜力學(xué)敏感區(qū)域可分為受力敏感區(qū)域、變形敏感區(qū)域和工況敏感區(qū)域，對應(yīng)道岔基本軌間隔鐵區(qū)域、尖軌尖端區(qū)域、橋梁梁端和縱向溫度梯度高溫向低溫轉(zhuǎn)化區(qū);敏感指標(biāo)為鋼軌縱向力、鋼軌縱向位移、軌溫、氣溫、梁

3、體變形等;確定動力學(xué)敏感區(qū)域為轉(zhuǎn)轍區(qū)、轍叉區(qū)、導(dǎo)曲線中部;確定敏感指標(biāo)為輪軌垂向力、輪軌橫向力、鋼軌垂向位移、鋼軌橫向位移。⑶基于曲線最佳擬合評價方法提出靜力學(xué)長期監(jiān)測測點選擇和方案評價標(biāo)準(zhǔn);對既有軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)進行歸納總結(jié)，對動力學(xué)監(jiān)測測點選擇和監(jiān)測方案進行研究。⑷利用建立的有限元模型進行了地鐵道岔系統(tǒng)鋼軌折斷、扣件阻力變化、整體道床垂向變形、橋墩沉降等病害的力學(xué)特性分析，提出了基于鋼軌縱向力測點密集布置的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方案。⑸